Question

【化学一物质结构与性质】
金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”．
（1）写出Ti基态原子的电子排布______．
（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物．则电负性C______B（选填“＞”“＜”），第一电离能N＞O，原因是______．
（3）月球岩石•玄武岩的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃）．FeTiO₃与80%的硫酸反应可生成TiOSO₄．SO^2-₄的空间构型为______，其中硫原子采用______杂化，氧原子的价电子排布图为______，任意写出一种SO^2-₄的等电子体______．
（4）将TiOSO₄的稀溶液加热水解后，经进一步反应，可得到钛的某种氧化物．该氧化物的晶胞结构图如图所示．则该氧化物的化学式______（图中钛原子用“O”表示．氧原子用“O”表示）

Answer

（1）根据构造原理写出Ti基态原子的电子排布式；
（2）同一周期元素，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，原子的轨道中电子处于半满、全满、全空时比较稳定；
（3）根据价层电子对互斥理论确定其空间构型、杂化方式，氧原子的最外层电子是其价电子，根据其电子排布式写出其价电子排布图，原子个数和价电子数相等的微粒是等电子体；
（4）利用均摊法计算晶胞中含有的各种离子个数，从而确定其化学式．
【解析】
（1）Ti是22号元素，原子核外有22个电子，根据构造原理知Ti基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2；
（2）C和B属于同一周期且C的原子序数大于B，所以电负性C＞B，N原子中2p轨道处于半充满状态，O原子中2p轨道既不是半充满也不是全空或全满，所以N原子第一电离能比O原子大，故答案为：＞；N原子中2p轨道处于半充满比较温度，故第一电离能N＞O；
（3）SO42-中价电子数=4+=4，且硫酸根离子中不含孤电子对，所以硫酸根离子呈正四面体构型，采用sp3杂化，氧原子的价电子排布图为，SO42-的等电子体有：ClO4- S2O32- PO43-，
故答案为：正四面体形；sp3；；ClO4- S2O32- PO43-；
（4）Ti原子个数=8×+1=2，O原子个数=2+4×=4，钛和氧原子个数之比=2：4=1：2，所以其化学式为：TiO2，故答案为：TiO2．